Análisis y selección de la batería HV para la conversión de vehículos de combustión interna a eléctricos en ciudades de altura

Abstract

La investigación se fundamenta en la creciente tendencia de conversión de vehículos de combustión a eléctricos y la necesidad de optimizar sistemas de almacenamiento LiFePO4 ante la falta de estudios específicos en ciudades de altura. El objetivo general es analizar el rendimiento y adaptabilidad de la batería LiFePO4 seleccionada mediante pruebas de capacidades teóricas y reales. La metodología integra un modelado fisicomatemático en Rstudio para predicciones teóricas, el procesamiento de datos cinemáticos y georreferenciados mediante GPS para validación empírica, y simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) para evaluar la gestión térmica. Los resultados revelan que la autonomía teórica disminuye drásticamente en pendientes del 3.73%, reduciéndose de 304 km a un rango de entre 71 y 65 km, mientras que las pruebas reales exponen una brecha de eficiencia significativa al reportar 137 km a baja velocidad. Además, el análisis térmico evidencia que la pérdida de densidad del aire en elevadas altitudes reduce la capacidad convectiva del sistema en un 29.87%, generando zonas de estancamiento de calor. Se concluye que el desempeño de la batería es altamente sensible a factores externos y que los modelos teóricos tienden a sobreestimar la autonomía al simplificar variables ambientales de altura. Por lo tanto, el diseño de refrigeración por aire es viable, pero requiere optimización geométrica para garantizar la estabilidad térmica en condiciones geográficas complejas.